JP2955729B2 - 微小押込み式硬さ試験機 - Google Patents
微小押込み式硬さ試験機Info
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- JP2955729B2 JP2955729B2 JP28389391A JP28389391A JP2955729B2 JP 2955729 B2 JP2955729 B2 JP 2955729B2 JP 28389391 A JP28389391 A JP 28389391A JP 28389391 A JP28389391 A JP 28389391A JP 2955729 B2 JP2955729 B2 JP 2955729B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小荷重を被測定試料
に負荷して同試料の硬度を測定する押込み式の硬さ試験
機に関し、特に通常の振動環境下においても上記試料に
負荷される力の変動を最小限に抑えられるようにした微
小押込み式硬さ試験機に関する。
に負荷して同試料の硬度を測定する押込み式の硬さ試験
機に関し、特に通常の振動環境下においても上記試料に
負荷される力の変動を最小限に抑えられるようにした微
小押込み式硬さ試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の微小押込み式硬さ試験機は、図３
（概念図）に示すように、回転軸Ｏ10を中心に揺動する
負荷レバー24の一端に圧子25を取り付け、同圧子25を試
料に押し込む負荷機構と、回転軸Ｏ10と試料26が載置さ
れる負荷装置本体23と、同負荷装置本体23を支持する基
台22とから構成されている。そして、振動対策のため
に、回転軸Ｏ10の軸心と同軸または平行で、かつ負荷装
置本体23の重心を通る軸線上に、同負荷装置本体23を基
台22に対して回転可能に支持する支持軸Ｏ20が設けられ
ている。（特開平1-96529）
（概念図）に示すように、回転軸Ｏ10を中心に揺動する
負荷レバー24の一端に圧子25を取り付け、同圧子25を試
料に押し込む負荷機構と、回転軸Ｏ10と試料26が載置さ
れる負荷装置本体23と、同負荷装置本体23を支持する基
台22とから構成されている。そして、振動対策のため
に、回転軸Ｏ10の軸心と同軸または平行で、かつ負荷装
置本体23の重心を通る軸線上に、同負荷装置本体23を基
台22に対して回転可能に支持する支持軸Ｏ20が設けられ
ている。（特開平1-96529）
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の微小押込み式硬さ試験機では、基台22が設置され
ている据付台21が外部振動により振動した場合に、その
影響で負荷装置本体23は矢印Ｂのごとく支持軸Ｏ20を中
心に揺動し、一方負荷装置本体23の揺動によって負荷レ
バー24は矢印Ａのごとく回転軸Ｏ10を中心に揺動して測
定に誤差が生じてしまうという問題点がある。すなわち
負荷装置本体23と負荷レバー24とは、それぞれがその回
転軸Ｏ20,Ｏ10に対してほぼ釣り合い状態とされていて
も、わずかな不釣り合いが揺動を誘発してしまうことは
避けられず、結果的に揺動運動（矢印Ａ,Ｂ）の不一致
を生じ、負荷中にはそれが圧子25と試料26との間で力の
変動となり、特に薄膜等の評価に用いられる超微小負荷
試験（例えば0.1mNの負荷）では、致命的な測定誤差を
生じることになるのである。
従来の微小押込み式硬さ試験機では、基台22が設置され
ている据付台21が外部振動により振動した場合に、その
影響で負荷装置本体23は矢印Ｂのごとく支持軸Ｏ20を中
心に揺動し、一方負荷装置本体23の揺動によって負荷レ
バー24は矢印Ａのごとく回転軸Ｏ10を中心に揺動して測
定に誤差が生じてしまうという問題点がある。すなわち
負荷装置本体23と負荷レバー24とは、それぞれがその回
転軸Ｏ20,Ｏ10に対してほぼ釣り合い状態とされていて
も、わずかな不釣り合いが揺動を誘発してしまうことは
避けられず、結果的に揺動運動（矢印Ａ,Ｂ）の不一致
を生じ、負荷中にはそれが圧子25と試料26との間で力の
変動となり、特に薄膜等の評価に用いられる超微小負荷
試験（例えば0.1mNの負荷）では、致命的な測定誤差を
生じることになるのである。
【０００３】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、上端部を吊持されて揺動可能に支持
された揺動枠上に、試料保持部材と圧子軸負荷機構とを
圧子がほぼ水平方向に作動するように設けることによ
り、試料と圧子軸負荷機構とが同じ動きとなるようにし
て、外部振動の影響をうけることなく微小荷重の硬さ測
定を行なえるようにした、微小押込み式硬さ試験機を提
供することを目的とする。
ろうとするもので、上端部を吊持されて揺動可能に支持
された揺動枠上に、試料保持部材と圧子軸負荷機構とを
圧子がほぼ水平方向に作動するように設けることによ
り、試料と圧子軸負荷機構とが同じ動きとなるようにし
て、外部振動の影響をうけることなく微小荷重の硬さ測
定を行なえるようにした、微小押込み式硬さ試験機を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の微小押込み式硬さ試験機は、上端部を吊持
されて揺動可能に支持された揺動枠と、同揺動枠上で試
料の被測定面を水平方向に向けるようにしながら同試料
を保持しうる試料保持部材と、同試料保持部材に対向す
るように上記揺動枠上に配設されて上記試料の被測定面
に荷重をかけうる圧子軸負荷機構とをそなえ、同圧子軸
負荷機構が圧子をほぼ水平方向に作動させる負荷手段を
そなえて構成されたことを特徴としている。
め、本発明の微小押込み式硬さ試験機は、上端部を吊持
されて揺動可能に支持された揺動枠と、同揺動枠上で試
料の被測定面を水平方向に向けるようにしながら同試料
を保持しうる試料保持部材と、同試料保持部材に対向す
るように上記揺動枠上に配設されて上記試料の被測定面
に荷重をかけうる圧子軸負荷機構とをそなえ、同圧子軸
負荷機構が圧子をほぼ水平方向に作動させる負荷手段を
そなえて構成されたことを特徴としている。
【０００５】また、本発明の微小押込み式硬さ試験機
は、吊持された上記揺動枠の姿勢を調整すべく同揺動枠
の下部に重錘をそなえ、同重錘がほぼ水平方向に移動調
節可能に設けられたことを特徴としている。
は、吊持された上記揺動枠の姿勢を調整すべく同揺動枠
の下部に重錘をそなえ、同重錘がほぼ水平方向に移動調
節可能に設けられたことを特徴としている。
【０００６】さらに、本発明の微小押込み式硬さ試験機
は、上記揺動枠の上端部が水平軸のまわりに回転可能に
吊持されて、上記圧子軸負荷機構における圧子軸の移動
方向が上記水平軸と直角をなす方向に設定されているこ
とを特徴としている。
は、上記揺動枠の上端部が水平軸のまわりに回転可能に
吊持されて、上記圧子軸負荷機構における圧子軸の移動
方向が上記水平軸と直角をなす方向に設定されているこ
とを特徴としている。
【０００７】
【作用】前述の本発明の微小押込み式硬さ試験機では、
上端部を吊持されて揺動可能に支持された揺動枠上に、
圧子をほぼ水平方向に作動させる負荷手段をそなえた圧
子軸負荷機構と試料保持部材とが設けられているため、
上記揺動枠が揺動しても同揺動枠上で試料と圧子とを同
じ動きとする作用が行なわれる。
上端部を吊持されて揺動可能に支持された揺動枠上に、
圧子をほぼ水平方向に作動させる負荷手段をそなえた圧
子軸負荷機構と試料保持部材とが設けられているため、
上記揺動枠が揺動しても同揺動枠上で試料と圧子とを同
じ動きとする作用が行なわれる。
【０００８】また、本発明ではほぼ水平方向に移動調節
可能な重錘が上記揺動枠の下部に設けられているので、
同揺動枠の姿勢の調整が可能になる。
可能な重錘が上記揺動枠の下部に設けられているので、
同揺動枠の姿勢の調整が可能になる。
【０００９】さらに、本発明では、上記圧子軸負荷機構
における圧子軸の移動方向が吊持された上記揺動枠の上
端部の水平軸と直角をなす方向に設定されるので、圧子
軸の移動方向における圧子と試料間の力の変動を最小に
抑える作用が行なわれる。
における圧子軸の移動方向が吊持された上記揺動枠の上
端部の水平軸と直角をなす方向に設定されるので、圧子
軸の移動方向における圧子と試料間の力の変動を最小に
抑える作用が行なわれる。
【００１０】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
微小押込み式硬さ試験機について説明すると、図１はそ
の全体概念図、図２は図１のＡ矢視図である。
微小押込み式硬さ試験機について説明すると、図１はそ
の全体概念図、図２は図１のＡ矢視図である。
【００１１】図１,２に示すように、本実施例の微小押
込み式硬さ試験機は、据付台21上に載置されて上端部に
水平軸Ｏ1を有する支持枠１と、上端部が水平軸Ｏ1のま
わりに回転可能に吊持された揺動枠２とをそなえてお
り、同揺動枠２に試料保持部材３と圧子軸負荷機構11と
が設けられているとともに、揺動枠２の下部には重錘９
および重錘移動棒10が設けられている。
込み式硬さ試験機は、据付台21上に載置されて上端部に
水平軸Ｏ1を有する支持枠１と、上端部が水平軸Ｏ1のま
わりに回転可能に吊持された揺動枠２とをそなえてお
り、同揺動枠２に試料保持部材３と圧子軸負荷機構11と
が設けられているとともに、揺動枠２の下部には重錘９
および重錘移動棒10が設けられている。
【００１２】試料保持部材３は、試料支持枠８，微動軸
４，水平方向移動用の微動つまみ７および鉛直面内移動
用の試料微動装置５から構成されており、試料６は試料
微動装置５上に図示しない真空吸引等の保持手段で、そ
の被測定面を水平軸Ｏ1と直角をなす水平なＯ2軸方向に
向けるように保持される。
４，水平方向移動用の微動つまみ７および鉛直面内移動
用の試料微動装置５から構成されており、試料６は試料
微動装置５上に図示しない真空吸引等の保持手段で、そ
の被測定面を水平軸Ｏ1と直角をなす水平なＯ2軸方向に
向けるように保持される。
【００１３】なお微動つまみ７は、試料台を兼ねる試料
微動装置５を微動軸４に沿ってＯ2軸方向に移動させる
ためのものであり、試料微動装置５は鉛直面内における
ｘｙ２軸テーブルである。
微動装置５を微動軸４に沿ってＯ2軸方向に移動させる
ためのものであり、試料微動装置５は鉛直面内における
ｘｙ２軸テーブルである。
【００１４】圧子軸負荷機構11は、圧子12を取り付けら
れた負荷装置13と対物レンズ15を取り付けられる対物レ
ンズ取付部14とをそなえた回転枠16，同回転枠を支持す
る回転枠支持台17，これらの回転枠部を覆う下部顕微鏡
枠19および接眼レンズ筒18をそなえた上部顕微鏡枠20か
ら構成されている。本実施例における負荷装置13は、円
筒内に図示しない圧子軸と同圧子軸の駆動機構とをそな
えており、同駆動機構は電磁駆動手段，圧電駆動手段，
あるいはその他の駆動手段で構成されている。なお、負
荷装置13は鉛直面に平行に置かれた負荷レバーで構成し
てもよい。
れた負荷装置13と対物レンズ15を取り付けられる対物レ
ンズ取付部14とをそなえた回転枠16，同回転枠を支持す
る回転枠支持台17，これらの回転枠部を覆う下部顕微鏡
枠19および接眼レンズ筒18をそなえた上部顕微鏡枠20か
ら構成されている。本実施例における負荷装置13は、円
筒内に図示しない圧子軸と同圧子軸の駆動機構とをそな
えており、同駆動機構は電磁駆動手段，圧電駆動手段，
あるいはその他の駆動手段で構成されている。なお、負
荷装置13は鉛直面に平行に置かれた負荷レバーで構成し
てもよい。
【００１５】上記の回転枠16において３つの対物レンズ
取付部14と負荷装置13は、回転軸Ｏ3について90°回転対
称に設けられており、それぞれ試料６に対向する位置に
回転軸Ｏ3のまわりに回動可能である。そして、３つの
対物レンズ15のいずれかひとつの対物レンズ15が試料６
に対向するよう設定された場合には、図示しない照明系
で試料６の被測定面を照らされ、対物レンズ15，図示し
ない光路曲げ部品，接眼レンズ筒18に設けられた接眼レ
ンズを介して上記被測定面が観察される。
取付部14と負荷装置13は、回転軸Ｏ3について90°回転対
称に設けられており、それぞれ試料６に対向する位置に
回転軸Ｏ3のまわりに回動可能である。そして、３つの
対物レンズ15のいずれかひとつの対物レンズ15が試料６
に対向するよう設定された場合には、図示しない照明系
で試料６の被測定面を照らされ、対物レンズ15，図示し
ない光路曲げ部品，接眼レンズ筒18に設けられた接眼レ
ンズを介して上記被測定面が観察される。
【００１６】揺動枠２の下部に設けられた重錘９は、揺
動枠２の姿勢を調整するためのものであり、揺動枠２の
下面に沿ってＯ2軸と平行に設けられた重錘移動棒10上
を摺動できるようになっている。
動枠２の姿勢を調整するためのものであり、揺動枠２の
下面に沿ってＯ2軸と平行に設けられた重錘移動棒10上
を摺動できるようになっている。
【００１７】上述の構成により、次のように実際の測定
が行なわれる。
が行なわれる。
【００１８】まず先に述べたように図示しない真空吸引
等の保持手段により試料６が試料微動装置５に取り付け
られ、微動装置つまみ７により試料６の被測定面が水平
軸Ｏ1を含む鉛直面Ｂ付近にくるように試料微動装置
（試料台）５の移動が行なわれる。次に、適当な倍率の
対物レンズ15を、上記被測定面に対向させて測定面の観
察を行ないながら、試料微動装置５により試料６を面内
２方向に微動させて測定点が選ばれる。そして、圧子12
を上記被測定面に対向させた状態で、重錘９を移動調節
して揺動枠２を含む各部材の全体の重心が鉛直面Ｂ付近
になるように揺動枠２の姿勢調整が行なわれる。以下、
ほぼ一般的な微小押込み式の硬さ測定が行なわれる。
等の保持手段により試料６が試料微動装置５に取り付け
られ、微動装置つまみ７により試料６の被測定面が水平
軸Ｏ1を含む鉛直面Ｂ付近にくるように試料微動装置
（試料台）５の移動が行なわれる。次に、適当な倍率の
対物レンズ15を、上記被測定面に対向させて測定面の観
察を行ないながら、試料微動装置５により試料６を面内
２方向に微動させて測定点が選ばれる。そして、圧子12
を上記被測定面に対向させた状態で、重錘９を移動調節
して揺動枠２を含む各部材の全体の重心が鉛直面Ｂ付近
になるように揺動枠２の姿勢調整が行なわれる。以下、
ほぼ一般的な微小押込み式の硬さ測定が行なわれる。
【００１９】このようにして、本実施例では、外部振動
（据付台21の振動）によって支持枠１に設けられた揺動
枠２の水平軸Ｏ1が振動して揺動枠２が揺れても試料６
と負荷装置13（圧子12）とは同じ動きとなる。また、水
平軸Ｏ1が静止していて、揺動枠２が揺動しても試料６
と負荷装置13は同じ動きとなる。このため、本実施例に
よれば、外部振動の影響が最小限に抑えられた精密な微
小押込み式（微小負荷式）の硬さ試験を行なうことが可
能になる。
（据付台21の振動）によって支持枠１に設けられた揺動
枠２の水平軸Ｏ1が振動して揺動枠２が揺れても試料６
と負荷装置13（圧子12）とは同じ動きとなる。また、水
平軸Ｏ1が静止していて、揺動枠２が揺動しても試料６
と負荷装置13は同じ動きとなる。このため、本実施例に
よれば、外部振動の影響が最小限に抑えられた精密な微
小押込み式（微小負荷式）の硬さ試験を行なうことが可
能になる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の微小押込
み式硬さ試験機によれば、上端部を吊持されて揺動可能
に支持された揺動枠上に試料保持部材と圧子軸負荷機構
とを圧子がほぼ水平方向に作動するように設けることに
より、試料と圧子軸負荷機構とが同じ動きとなるように
して、従来、風や音を含めた振動対策のために非常に厳
しい場所的な、あるいは場合によっては時間的にも制約
をうけていた超微小負荷の硬さ測定を通常の振動環境下
においても実現することが可能になるという効果が得ら
れる。
み式硬さ試験機によれば、上端部を吊持されて揺動可能
に支持された揺動枠上に試料保持部材と圧子軸負荷機構
とを圧子がほぼ水平方向に作動するように設けることに
より、試料と圧子軸負荷機構とが同じ動きとなるように
して、従来、風や音を含めた振動対策のために非常に厳
しい場所的な、あるいは場合によっては時間的にも制約
をうけていた超微小負荷の硬さ測定を通常の振動環境下
においても実現することが可能になるという効果が得ら
れる。
【図１】本発明の実施例としての微小押込み式硬さ試験
機を示す全体概念図である。
機を示す全体概念図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】従来の微小押込み式硬さ試験機の概念図であ
る。
る。
１ 支持枠 ２ 揺動枠 ３ 試料保持部材 ４ 微動軸 ５ 試料微動装置 ６ 試料 ７ 微動つまみ ８ 試料支持枠 ９ 重錘 10 重錘移動棒 11 圧子軸負荷機構 12 圧子 13 負荷装置 14 対物レンズ取付部 15 対物レンズ 16 回転枠 17 回転枠支持台 18 接眼レンズ筒 19 下部顕微鏡枠 20 上部顕微鏡枠 21 据付台 Ｏ1 水平軸 Ｏ2 軸 Ｏ3 回転軸 Ｂ 鉛直面
Claims (3)
- 【請求項１】 上端部を吊持されて揺動可能に支持され
た揺動枠と、同揺動枠上で試料の被測定面を水平方向に
向けるようにしながら同試料を保持しうる試料保持部材
と、同試料保持部材に対向するように上記揺動枠上に配
設されて上記試料の被測定面に荷重をかけうる圧子軸負
荷機構とをそなえ、同圧子軸負荷機構が圧子をほぼ水平
方向に作動させる負荷手段をそなえて構成されたことを
特徴とする、微小押込み式硬さ試験機。 - 【請求項２】 吊持された上記揺動枠の姿勢を調整すべ
く同揺動枠の下部に重錘をそなえ、同重錘がほぼ水平方
向に移動調節可能に設けられたことを特徴とする、請求
項１に記載の微小押込み式硬さ試験機。 - 【請求項３】 上記揺動枠の上端部が水平軸のまわりに
回転可能に吊持されて、上記圧子軸負荷機構における圧
子軸の移動方向が上記水平軸と直角をなす方向に設定さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載の微小押込
み式硬さ試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28389391A JP2955729B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 微小押込み式硬さ試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28389391A JP2955729B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 微小押込み式硬さ試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142131A JPH05142131A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2955729B2 true JP2955729B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=17671551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28389391A Expired - Fee Related JP2955729B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 微小押込み式硬さ試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2955729B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP28389391A patent/JP2955729B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05142131A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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